JP2023117388A - Chassis of railway vehicle provided with device for controlling axle - Google Patents

Chassis of railway vehicle provided with device for controlling axle Download PDF

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Abstract

To provide active wheel or wheel set control capable of sufficiently obtaining security on traveling even when the traveling speed is high.SOLUTION: A chassis 10 of a railway vehicle includes an axle 12 and a device 20 for controlling the axle. The device includes an actuator 22. The actuator connects the axle to the chassis and can adjust the steering angle of the axle. The chassis includes an attenuation device 24. The attenuation device has frequency-dependent dynamic rigidity but has no static rigidity and connects the axle to the chassis in parallel with the actuator.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、請求項1の前提部に記載の鉄道車両のシャーシおよび請求項14の前提部に記載の当該シャーシの車軸を制御するための装置に関する。 The present invention relates to a rail vehicle chassis according to the preamble of claim 1 and to a device for controlling an axle of said chassis according to the preamble of claim 14 .

一般に、鉄道車両では、車輪のプロファイル形状によって、走行時にシャーシのホイールセットの蛇行動が生じる。車軸がシャーシフレームに十分強固に接続されていないと、高速走行時にホイールセットの走行が不安定となる。 Generally, in rail vehicles, the profile shape of the wheels causes the wheelsets of the chassis to serpentine during travel. If the axle is not sufficiently rigidly connected to the chassis frame, the wheelset will run erratically at high speeds.

特許文献1から、鉄道車両のシャーシ用の能動的な車輪制御またはホイールセット制御用の油圧アクチュエータユニットが知られている。このアクチュエータユニットは、円筒状の基本形状を主な特徴としており、それによって、従来の車軸ガイド軸受を上記のアクチュエータで直接置き換えることができる。さらに、このアクチュエータは、基本的な静剛性を有さないことを特徴とする。したがって、アクチュエータを作動させるためにエネルギーおよび力を消費する必要がない。しかしながら、基本剛性を有していないため、漏れによる完全なオイル損失といった不具合が生じた場合には不利になる。この場合、鉄道車両の車軸が十分強固にシャーシに接続されていないため、ホイールセットの走行が不安定となるおそれがある。 A hydraulic actuator unit for active wheel or wheelset control for the chassis of a railway vehicle is known from US Pat. This actuator unit features a cylindrical basic shape as its main feature, which allows the actuator described above to directly replace conventional axle guide bearings. Furthermore, this actuator is characterized by having no basic static stiffness. Therefore, no energy and force need be expended to actuate the actuator. However, the lack of basic stiffness is a disadvantage in the event of failure such as complete oil loss due to leakage. In this case, since the axle of the railway vehicle is not sufficiently firmly connected to the chassis, the wheelset may run unstable.

さらに、車軸をシャーシに対して減衰連結するための弾性軸受または油圧ブシュが知られている。しかし、これら弾性軸受または油圧ブシュは、能動的に変位させることができず、しかも基本静剛性を有しているため、油圧ブシュのオイルが損失した場合であってもある程度の残留剛性があるので安全機能を確保できる。 Furthermore, elastic bearings or hydraulic bushings are known for the damped connection of the axle to the chassis. However, since these elastic bearings or hydraulic bushings cannot be actively displaced and have a basic static rigidity, there is some residual rigidity even if the hydraulic bushing oil is lost. Safety functions can be secured.

したがって、以上まとめると、特定の不具合が生じた場合、能動的なホイールセット制御システムでは、特に走行速度が高い場合に走行上の安全性が十分に得られないということが分かる。 In summary, therefore, it can be seen that in the event of certain faults, an active wheelset control system does not provide sufficient driving safety, especially at high driving speeds.

独国特許出願公開第102017002926号明細書DE 102017002926 A1

そこで、本発明は、上記の欠点を克服する能動的な車輪またはホイールセット制御を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide an active wheel or wheelset control that overcomes the above drawbacks.

本発明の上記課題は、請求項1に記載の特徴を有するシャーシおよび請求項14に記載の特徴を有する装置によって解決される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項および以下の記載の通りである。 The object of the invention is solved by a chassis having the features of claim 1 and a device having the features of claim 14 . Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims and the following description.

それによると、まず、車軸と、当該車軸を制御するための装置とを備える鉄道車両のシャーシが提案される。この装置は、流体圧アクチュエータを備える。この流体圧アクチュエータによって、シャーシに車軸が連結され、かつ、車軸の操舵角を調節可能となる。車軸はシャーシのホイールセットの一部であってもよく、ホイールセット自体であってもよい。 It first proposes a railway vehicle chassis comprising an axle and a device for controlling the axle. The device comprises a hydraulic actuator. The hydraulic actuator connects the axle to the chassis and allows the steering angle of the axle to be adjusted. The axle may be part of the wheelset of the chassis or the wheelset itself.

本発明によれば、シャーシは、アクチュエータに対して並列な状態で車軸をシャーシに連結する減衰装置を備える。ここで、「並列」という概念は、幾何学的な観点ではなく、作用技術的観点による概念であると理解されたい。本発明における減衰装置は、周波数依存の動剛性または等価剛性は有しているが、静剛性は有していないことを特徴とする。言い換えれば、減衰装置は、加振数または振動周波数依存の剛性を有する(特に、剛性は加振周波数とともに上昇する)が、静的な場合、基本剛性がないため、いかなる力も消費する必要がない。これは、車軸の操舵角を調節するためのアクチュエータが、減衰装置の基本静剛性に対して作用するのではなく、減衰装置の動剛性に対してのみ作用すればよいことを意味しており、これにより、車軸の位置決めに要する消費エネルギーを大幅に低減できる。 According to the invention, the chassis comprises a damping device connecting the axle to the chassis in parallel with the actuator. Here, the concept of "parallel" should be understood as a concept from an operational technical point of view, not from a geometrical point of view. The damping device according to the invention is characterized in that it has a frequency-dependent dynamic or equivalent stiffness but no static stiffness. In other words, the damping device has an excitation frequency- or frequency-dependent stiffness (in particular, the stiffness increases with excitation frequency), but in the static case there is no basic stiffness, so no force needs to be expended. . This means that the actuator for adjusting the steering angle of the axle does not have to act on the basic static stiffness of the damping system, but only on the dynamic stiffness of the damping system. As a result, the energy consumption required for positioning the axle can be greatly reduced.

本発明によると、アクチュエータと減衰装置とを並列に配置することにより、高速の場合であっても能動的なホイールセット制御を適用できるが、これは、不具合が生じた場合であっても走行上の安全性が確保できるためである。その際、従来技術、例えば独国特許出願公開第102017002926号明細書から公知であるアクチュエータが用いられるが、その際に、再構築のコストをかけてホイールセット制御システムの不具合に対する安全性を確保するよう構成する必要がない。 According to the invention, the parallel arrangement of the actuator and the damping device makes it possible to apply active wheelset control even at high speeds, which improves the driving performance even in the event of a malfunction. This is because the safety of In doing so, actuators known from the prior art, for example from DE 10 2017 002 926 A1, are used, which ensure safety against failure of the wheelset control system at the cost of reconstruction. no need to configure.

アクチュエータは、空気圧式アクチュエータであってもよいし、油圧式アクチュエータであってもよいが、後者が好ましい。 The actuator may be a pneumatic actuator or a hydraulic actuator, the latter being preferred.

減衰装置の等価剛性が周波数に依存するという特徴は、広義解釈されるべきであり、特定の形態への依存に限定されない。最も単純な場合は、これは、単に加振周波数がゼロのとき(静的な場合)、剛性も同様にゼロである(基本剛性が消失する)のに対し、周波数がゼロを上回るときの剛性は非消失値になることを意味する。これは例えば一定の値であってもよい。同様に、加振周波数依存の剛性が直線または非直線形の曲線となることも考えられる。しかしながら好ましくは、等価剛性は、高加振周波数の発生を伴う高走行速度の場合であっても十分な剛性が得られるように、加振周波数に従って特に線形に上昇する。 The frequency dependent feature of the equivalent stiffness of the damping device should be interpreted broadly and not limited to dependence on a particular configuration. In the simplest case, this simply means that when the excitation frequency is zero (the static case), the stiffness is likewise zero (basic stiffness vanishes), whereas when the frequency is above zero, the stiffness means to be a non-vanishing value. This may for example be a constant value. Similarly, it is conceivable that the excitation frequency dependent stiffness will be a linear or non-linear curve. Preferably, however, the equivalent stiffness rises particularly linearly with the excitation frequency, so that sufficient stiffness is obtained even at high vehicle speeds with the occurrence of high excitation frequencies.

可能な一実施形態は、以下のような構成をとる。すなわち、アクチュエータが第1の動作モードを有し、この動作モードでは、アクチュエータは周波数に依存する動剛性を有する受動減衰要素として機能し、アクチュエータは特に静剛性を有さない。第1の動作モードでは、アクチュエータは、車軸の受動減衰にのみ寄与し、減衰装置と並行して減衰作用をもたらす。その際、アクチュエータの剛性と減衰装置の剛性とが加えられるという利点がある。 One possible embodiment has the following configuration. That is, the actuator has a first operating mode, in which the actuator acts as a passive damping element with a frequency-dependent dynamic stiffness, and the actuator has no particular static stiffness. In a first mode of operation, the actuator contributes only to the passive damping of the axle, providing a damping action in parallel with the damping device. The advantage here is that the stiffness of the actuator and the stiffness of the damping device are added.

第2の動作モードでは、アクチュエータは、車軸の操舵角を能動的に調節可能な調節駆動部として機能する。 In a second operating mode, the actuator functions as an adjustment drive with which the steering angle of the axle can be actively adjusted.

選択的に、アクチュエータは第3の動作モードを有してもよい、この第3の動作モードでは、アクチュエータは固定され、特に流体的にブロックされる。この動作状態は、例えば、鉄道車両が牽引操作されている間、または鉄道車両が目的地に到達した後でその位置に留まっている間に使用することができる。したがって、第3の動作モードでは、特にアクチュエータは調節不能であり、かつ/または一次減衰機能を有さない。 Alternatively, the actuator may have a third operating mode, in which the actuator is fixed, in particular fluidly blocked. This operating state can be used, for example, while the rail vehicle is in a towing maneuver, or while the rail vehicle remains in place after reaching its destination. Thus, in the third operating mode, in particular the actuator is non-adjustable and/or has no primary damping function.

さらなる可能な一実施形態では、アクチュエータの各動作モードは、制御弁によって選択可能または作動可能である。つまり、動作モードは、制御弁によって切り替え可能である。制御弁は油圧弁、例えば逆止め弁、またはバルブアセンブリであってもよい。 In a further possible embodiment, each operating mode of the actuator is selectable or activatable by means of a control valve. That is, the operating mode can be switched by the control valve. The control valve may be a hydraulic valve, such as a check valve, or a valve assembly.

制御弁が制御ユニットによって切り替え可能であることが好ましい。そのために、制御ユニットが、1つまたは複数のセンサから信号を受信することができ、これらの信号に基づいて、制御弁をアクチュエータの特定の動作モードに対応する所定の切替位置に切り替えられるようになっていることが好ましい。 Preferably, the control valve is switchable by the control unit. To that end, the control unit can receive signals from one or more sensors, and based on these signals switch the control valve to a predetermined switching position corresponding to a particular operating mode of the actuator. It is preferable that

この場合、制御弁は、特にアクチュエータにおける対応の流体チャンバに接続されたアクチュエータの流体入口および流体出口と流体源とを接続できる。つまり、制御弁は、流体源とアクチュエータとの間に接続される。流体源は、油圧モータと1つまたは複数の油圧ポンプとを備えていてもよい。空気圧アクチュエータの場合、流体源は、1つまたは複数の高圧アキュムレータを備えていてもよい。 In this case, the control valve can connect the fluid source with the fluid inlet and fluid outlet of the actuator, which in particular are connected to corresponding fluid chambers in the actuator. That is, the control valve is connected between the fluid source and the actuator. The fluid source may comprise a hydraulic motor and one or more hydraulic pumps. For pneumatic actuators, the fluid source may comprise one or more high pressure accumulators.

第2の動作モードでは、流体源が、好ましくはアクチュエータの流体入口と流体出口とに接続され、それに応じた加圧によってアクチュエータの所望の調節または位置決めが可能となる。 In a second mode of operation, a fluid source is preferably connected to the fluid inlet and fluid outlet of the actuator, and corresponding pressurization allows desired adjustment or positioning of the actuator.

第1の動作モードにおいて、アクチュエータの流体入口と流体出口とは、流体源から離間されていてもよく、かつ/または、スロットル装置を介して互いに接続されていてもよい。油圧式揺動ダンパまたは油圧式ショックアブソーバと同様に、スロットル装置は、第1の動作モードにおいてアクチュエータにおける対応の減衰作用をもたらすことができる。 In the first mode of operation, the fluid inlet and fluid outlet of the actuator may be remote from the fluid source and/or connected to each other via a throttling device. Similar to a hydraulic oscillating damper or hydraulic shock absorber, the throttle device can provide a corresponding damping action on the actuator in the first operating mode.

任意選択の第3の動作モードでは、アクチュエータの流体入口と流体出口とは、流体源から離間されるとともに互いに分離されていてもよい。 In an optional third mode of operation, the fluid inlet and fluid outlet of the actuator may be spaced apart from the fluid source and separated from each other.

さらなる他の可能な一実施形態において、制御ユニットは、鉄道車両の直線走行時には第1の動作モードに対応する切替位置に制御弁を切り替えるように構成される。代替的に、または追加で、制御ユニットは、鉄道車両のコーナリング時には、制御弁を前記第2の動作モードに対応する切替位置に切り替えるように構成されていてもよい。代替的に、または追加で、制御ユニットは、特定の状態、例えば鉄道車両の牽引走行状態または所定の位置にある状態だけでなく、例えば鉄道車両の運転者または操作者による手動入力といった特定の状態を検出すると、制御弁を第3の動作モードに対応する切替位置に切り替えるように構成されてもよい。 In yet another possible embodiment, the control unit is arranged to switch the control valve to a switching position corresponding to the first operating mode when the rail vehicle is traveling straight. Alternatively or additionally, the control unit may be arranged to switch the control valve to a switching position corresponding to said second mode of operation when the rail vehicle is cornering. Alternatively or additionally, the control unit may be controlled in a specific state, for example a towing state of the rail vehicle or a state in place, as well as a particular state, for example a manual input by the driver or operator of the rail vehicle. is detected, the control valve may be configured to switch to a switching position corresponding to the third mode of operation.

制御ユニットは、さらに好ましくは、少なくとも1つのセンサからの信号に基づき、直線走行であるかまたはコーナリングであるか(もしくは第3の動作モードにおける「規定の状態」であるか)を自動検出し、それに応じて前記制御弁を切り替えるように構成されている。 Further preferably, the control unit automatically detects straight running or cornering (or "defined state" in the third operating mode) based on signals from at least one sensor, It is configured to switch the control valve accordingly.

一般に、制御弁またはアクチュエータの制御および/または調節(つまり、各動作モードの選択、場合によっては第2の動作モードにおける車軸の制御、つまり、車軸を位置決めするためにアクチュエータを意図的に制御すること)のために、位置エンコーダ 、角度センサ、圧力センサ、速度センサ、加速度センサ等からの信号を利用できる。例えば、走行速度または横加速度を測定できる。同様に、シャーシと当該シャーシに回転可能に接続された車体または車両との間の長手方向の運動を測定することによって、牽引力を判定することも考えられる。アクチュエータ力は、アクチュエータ内の圧力を測定することによって検出できる。同様に、制御ユニットにおいて利用できる、内蔵された圧力センサを介して、減衰装置内で圧力測定を行うことも考えられる。場合によっては、この圧力測定は、アクチュエータ内の対応する圧力測定と組み合わせることもできる。 In general, the control and/or adjustment of control valves or actuators (i.e. selection of each operating mode, possibly control of the axle in a second operating mode, i.e. intentional control of the actuator to position the axle) ), signals from position encoders, angle sensors, pressure sensors, velocity sensors, acceleration sensors, etc. are available. For example, running speed or lateral acceleration can be measured. Similarly, it is also conceivable to determine traction by measuring longitudinal movement between the chassis and a body or vehicle rotatably connected to the chassis. Actuator force can be detected by measuring the pressure within the actuator. It is likewise conceivable to perform pressure measurements within the damping device via an integrated pressure sensor available in the control unit. In some cases, this pressure measurement can also be combined with a corresponding pressure measurement in the actuator.

さらなる可能な一態様において、減衰装置は、少なくとも1つの受動減衰要素を備えるように構成される。この減衰要素は、マックスウェル本体またはマックスウェル要素(つまり、レオロジーモデルにおいてフックスプリングとダンパとを直列接続した構成)であることが好ましい。減衰装置全体がマックスウェル要素であることが好ましい。 In a further possible aspect, the damping device is arranged to comprise at least one passive damping element. Preferably, the damping element is a Maxwell body or Maxwell element (ie hook spring and damper connected in series in the rheological model). Preferably, the entire damping device is a Maxwell element.

減衰装置は、単一の受動減衰要素のみを備えていてもよいし、この種の受動減衰要素を複数直列接続した構成を備えていてもよい。後者の場合、必要に応じて1つまたは複数の減衰要素が、場合によっては上記制御ユニットまたは別の制御部を介して、作動可能または接続可能であってもよい。 The damping device may have only a single passive damping element, or may have a configuration in which a plurality of such passive damping elements are connected in series. In the latter case, one or more damping elements may optionally be actuatable or connectable, possibly via the control unit or another control.

さらなる可能な一態様として、減衰装置の減衰要素は、流体圧ショックアブソーバ、特に油圧式ショックアブソーバとして構成され、好ましくは機械的なばね要素を備えない。このような減衰要素は、例えば従来の油圧ブシュとは異なり、基本静剛性を有さない。 As a further possibility, the damping element of the damping device is constructed as a hydraulic shock absorber, in particular a hydraulic shock absorber, preferably without a mechanical spring element. Such damping elements, unlike eg conventional hydraulic bushings, have no basic static stiffness.

本発明によると、減衰装置は基本静剛性を有さない。ただし、例えば減衰装置をシャーシおよび/または車軸に支持させるために、減衰装置を油圧ブシュととも用いることも考えられる。この場合、残留剛性を低減するように油圧ブシュを設計できるので、油圧ブシュの性能が明らかに向上する。 According to the invention, the damping device has no basic static stiffness. However, it is also conceivable to use the damping device together with hydraulic bushings, for example to support the damping device on the chassis and/or on the axle. In this case, the hydraulic bushing can be designed to reduce the residual stiffness, which clearly improves the performance of the hydraulic bushing.

さらなる可能な一態様において、減衰装置の減衰要素は、恒久的にアクチュエータに対して並列接続されるように構成されている。つまり、減衰要素の減衰作用または剛性が、恒久的にアクチュエータに対して並列に車軸にもたらされるように構成されている。アクチュエータに例えば漏れ等の不具合が生じた場合であっても、減衰要素によって、車軸を支持するのに十分な剛性が得られる。非常に稀なケースではあるが、アクチュエータと、並列の減衰要素とにおいて不具合または漏れ(二重の不具合)が生じた場合には、結果として完全な故障が起きるおそれがある。しかしその完全な故障が起きたとしても、許容可能な残留リスクとなる。 In a further possible embodiment, the damping element of the damping device is arranged to be permanently connected in parallel with the actuator. That is, the damping action or stiffness of the damping element is arranged to be permanently brought to the axle parallel to the actuator. The damping element provides sufficient stiffness to support the axle even if the actuator fails, eg leaks. In very rare cases, failures or leaks (double failures) in the actuator and in the damping element in parallel can result in complete failure. But even in the event of its complete failure, there is an acceptable residual risk.

代替的に、あるいは追加で、減衰装置の減衰要素は、必要に応じて接続可能であってよい。例えばこれは、例えば 所定の走行速度等の所定の条件における所望の減衰挙動に起因して起きることである。しかしながら、減衰要素は、アクチュエータの機能不全が検出された場合であっても接続できることが好ましい。このような機能不全は、特にアクチュエータに漏れが生じた場合に発生する。このような機能不全は、アクチュエータ内に設けられた圧力センサが圧力低下を検出することによって記録できることが好ましい。このような漏れが生じた場合には、アクチュエータだけでは車軸を支持するための十分な剛性が得られないため、特に高走行速度の場合に車輪の走行が不安定になるおそれがある。この場合、接続された減衰要素が「代役を引き受け」、十分な剛性が得られる。 Alternatively or additionally, the damping elements of the damping device may be connectable as required. For example, this can occur due to the desired damping behavior under certain conditions, such as a certain driving speed. Preferably, however, the damping element can be connected even if a malfunction of the actuator is detected. Such malfunctions occur particularly when the actuator leaks. Such a malfunction can preferably be registered by detecting a pressure drop by a pressure sensor provided within the actuator. In the event of such leakage, the actuators alone do not provide sufficient rigidity to support the axles, which can lead to unstable wheel travel, especially at high travel speeds. In this case, the connected damping elements "take over" and provide sufficient stiffness.

さらなる可能な一態様において、アクチュエータはアクチュエータ内の圧力低下が検出可能な圧力センサを備え、接続可能な減衰要素は、圧力低下時に自動的に「作動」または接続されるように、好ましくは流体的(特に油圧的)にアクチュエータに連結されるように構成されている。 In a further possible embodiment, the actuator comprises a pressure sensor capable of detecting a pressure drop within the actuator, and the connectable damping element is preferably fluidic, so that it automatically "actuates" or connects upon a pressure drop. It is configured to be coupled (particularly hydraulically) to the actuator.

さらなる可能な一態様として、アクチュエータの剛性と減衰装置の剛性とが加えられるように、減衰装置はアクチュエータに対して並列に車軸をシャーシに連結し、好ましくは、アクチュエータと減衰装置とからなるこのシステムは静剛性または基本剛性を有さないように構成されている。アクチュエータと減衰装置とを組み合わせることで、例えば、従来の油圧ブシュの動剛性に相当する動剛性(油圧ブシュではゼロより大きく、本発明における装置ではちょうどゼロである残留剛性を除く)が得られる。 As a further possibility, the damper connects the axle to the chassis parallel to the actuator so that the stiffness of the actuator and the stiffness of the damper are added, preferably this system of actuator and damper. are configured to have no static or basic stiffness. The combination of the actuator and the damping device results, for example, in a dynamic stiffness comparable to that of a conventional hydraulic bushing (except for the residual stiffness which is greater than zero for the hydraulic bushing and just zero for the device according to the invention).

さらなる可能な一態様として、車軸がサスペンションに回転可能に支持されており、アクチュエータだけでなく減衰装置もサスペンションに連結されるように構成される。アクチュエータがサスペンションの揺動アームに接続されることが好ましい。代替的に、または追加で、減衰装置をサスペンションの車軸軸受カバーに接続してもよい。同様に、アクチュエータと減衰装置とを共通の揺動アームに固定することも考えられる。 A further possibility is that the axle is rotatably supported on the suspension, and the damping device as well as the actuator are arranged to be connected to the suspension. Preferably, the actuator is connected to the oscillating arm of the suspension. Alternatively or additionally, the damping device may be connected to the axle bearing cover of the suspension. It is likewise conceivable to fix the actuator and the damping device to a common oscillating arm.

減衰装置の接続は、上述のように揺動アームに接続された上記車軸軸受カバーを介して行われることが好ましく、車軸軸受カバーを介して減衰装置を接続することにより、既存のシャーシを容易に後付けできる。これにより、特に後付けの過程において揺動アーム全体またはサスペンションの調節を不要とすることができる。 Connection of the damping device is preferably made through said axle bearing cover which is connected to the oscillating arm as described above, and by connecting the damping device through the axle bearing cover, an existing chassis can easily be installed. Can be retrofitted. This makes it possible, in particular in the course of retrofitting, to make it unnecessary to adjust the entire rocker arm or the suspension.

さらなる可能な一態様として、減衰装置に沿って 延在する減衰装置の長手方向軸は、車軸の回転軸(つまり、車軸方向中心に延在する長手方向軸)と交差するように構成されている。このような構成により、減衰装置を介して追加モーメントが作用することがない。特に、上述のように車軸軸受カバーを介して減衰装置を接続する場合には、追加モーメントが揺動アームに付与されない。 As a further possibility, the longitudinal axis of the damping device extending along the damping device is arranged to intersect the axis of rotation of the axle (i.e. the longitudinal axis extending axially centrally). . With such a configuration, no additional moment acts via the damping device. In particular, no additional moment is imparted to the oscillating arm when connecting the damping device via the axle bearing cover as described above.

さらなる可能な一態様として、少なくとも1つの位置エンコーダまたは位置センサが、アクチュエータおよび/または減衰装置に組み込まれるように構成されている。この少なくとも1つの位置センサによって、アクチュエータのストローク長および/または減衰装置のストローク長および/または車軸の位置(例えば、角度位置)が、判定可能であり、かつ、特に制御および/または調節するための制御ユニットで利用可能であることが好ましい。能動的なホイールセット制御のための位置エンコーダを減衰装置に組み込むことにより、センサをホイールセット近傍の環境条件から保護できる。さらに、このような位置エンコーダは、アクチュエータ内に組み込まれる場合と比べて、センサ故障時の交換が明らかに容易である。このことにより、維持コストを低減することができ、信頼性を向上できる。 A further possibility is that at least one position encoder or position sensor is integrated into the actuator and/or the damping device. By means of this at least one position sensor the stroke length of the actuator and/or the stroke length of the damping device and/or the position (eg angular position) of the axle can be determined and in particular for controlling and/or adjusting It is preferably available in the control unit. By incorporating a position encoder into the damping device for active wheelset control, the sensors can be protected from environmental conditions near the wheelset. In addition, such position encoders are significantly easier to replace in the event of sensor failure than if they were built into the actuator. As a result, maintenance costs can be reduced and reliability can be improved.

さらなる可能な一態様として、アクチュエータが、シャーシに固定された車軸ケーシングと、流体圧の同期シリンダと、当該同期シリンダの動きに応じて車軸ケーシングに対して可動であるとともに車軸に連結されるハウジングと、を備えるように構成されている。同期シリンダは、車軸ケーシングに形成または一体化されるとともに、ピストンを備えることが好ましい。このピストンは、自身の2つの平坦な側面において車軸ケーシングを貫通するピストンロッドを有する。車軸ケーシングを貫通するピストンロッドはそれぞれ、特に自身のピストン面とは反対側の端部において、ピストンばね要素を介してハウジングに接続される。 A further possibility is that the actuator comprises an axle casing fixed to the chassis, a hydraulic synchronizing cylinder and a housing movable relative to the axle casing and connected to the axle in response to movement of the synchronizing cylinder. . The synchronizing cylinder is preferably formed or integrated in the axle casing and comprises a piston. This piston has a piston rod that passes through the axle casing on its two flat sides. Each piston rod passing through the axle casing is connected to the housing via a piston spring element, in particular at its end remote from the piston face.

したがって、そのようなアクチュエータを用いて、同期シリンダの調節またはピストンロッドの動作によってハウジングの運動を生じさせることができ、当該運動を用いて、上述のようにアクチュエータに連結された車軸における揺動運動を生成することができる。ここで、車軸ケーシングは、原則として、シャーシに固定位置で固定されており、そのため当該車軸ケーシングに対するハウジングの相対運動が、車軸を偏向させるためのストロークに利用可能である。 With such an actuator, therefore, movement of the housing can be produced by adjustment of the synchronizing cylinder or movement of the piston rod, which movement is used to produce an oscillating movement in an axle coupled to the actuator as described above. can be generated. Here, the axle casing is in principle fixed in a fixed position to the chassis, so that the relative movement of the housing with respect to it is available for the stroke for deflecting the axle.

本アクチュエータは、独国特許出願公開第102017002926号明細書に開示されたアクチュエータに相当することが好ましい。当該文献に記載された各実施形態は、本発明のアクチュエータに適用可能である。独国特許出願公開第102017002926号明細書の教示は、本発明のアクチュエータの可能な実施形態として本開示に完全に組み込まれる。 The actuator preferably corresponds to the actuator disclosed in DE 102017002926 A1. Each embodiment described in the literature is applicable to the actuator of the present invention. The teaching of DE 102017002926 A1 is fully incorporated into the present disclosure as a possible embodiment of the actuator of the invention.

本発明はさらに、本発明のシャーシの車軸を制御するための装置にも関する。当該装置は、上述の実施形態のうちのいずれか1つに記載されているように構成される本発明の流体圧アクチュエータと本発明における減衰装置とを備える。このとき、アクチュエータは、一方では車軸に、他方ではシャーシに連結可能である。減衰装置は、アクチュエータに対して並列に、一方では車軸に、他方ではシャーシに連結可能である。この場合、本発明のシャーシと同様の効果および特性が得られることが明らかであるためで、重複する説明は省略する。 The invention further relates to a device for controlling the axles of the chassis of the invention. The device comprises a hydraulic actuator according to the invention and a damping device according to the invention, configured as described in any one of the above embodiments. The actuator can then be connected to the axle on the one hand and to the chassis on the other hand. The damping device can be connected parallel to the actuator, on the one hand to the axle and on the other hand to the chassis. In this case, since it is clear that the same effects and characteristics as those of the chassis of the present invention can be obtained, redundant description will be omitted.

減衰装置は、アクチュエータとは別体の構成要素であってもよい。しかしながら、減衰装置がアクチュエータに一体化されること、または減衰装置とアクチュエータとが共通のハウジングに一体化されることも同様に考えられる。このことは、本発明の装置にだけでなく、一般的に本発明のシャーシにも当てはまる。これによって、例えば鉄道車両の既存のシャーシに容易に後付けすることを目的とした組付けまたは取外しがさらに容易になる。 The damping device may be a separate component from the actuator. However, it is equally conceivable for the damping device to be integrated in the actuator, or for the damping device and the actuator to be integrated in a common housing. This applies not only to the device of the invention, but also to the chassis of the invention in general. This makes it easier to install or dismantle, for example for easy retrofitting into an existing chassis of a rail vehicle.

本発明はさらに、本発明のシャーシを備える鉄道車両にも関する。この場合、本発明のシャーシと同様の効果や特性が得られることが明らかであるため、重複する説明は省略する。 The invention further relates to a railway vehicle comprising the chassis of the invention. In this case, since it is clear that the same effects and characteristics as those of the chassis of the present invention can be obtained, redundant description will be omitted.

本発明のさらなる特徴、詳細および効果は、図面を参照して以下に説明する実施形態から明らかになる。 Further features, details and advantages of the invention will become apparent from the embodiments described below with reference to the drawings.

図1は、一実施形態における本発明のシャーシの概略的な平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view of the chassis of the present invention in one embodiment. 図2は、アクチュエータが第1の動作モードにある場合の本発明に係る装置の一実施形態を示すレオロジー等価回路図(左)およびこれに対応する動的剛性を示す模式図(右)である。FIG. 2 is a rheological equivalent circuit diagram (left) and a corresponding dynamic stiffness diagram (right) showing an embodiment of the device according to the invention when the actuator is in the first operating mode; . 図3は、従来の油圧ブシュのレオロジー等価回路図(左)およびその動的剛性を示す模式図(右)である。FIG. 3 is a rheological equivalent circuit diagram (left) of a conventional hydraulic bushing and a schematic diagram (right) showing its dynamic stiffness. 図4は、図2のアクチュエータに漏れが生じた場合を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the case where the actuator of FIG. 2 is leaking. 図5は、図3の油圧ブシュに漏れが生じた場合を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a case where the hydraulic bushing of FIG. 3 is leaking. 図6は、図2の減衰装置に漏れが生じた場合を示す図である。FIG. 6 shows the damping device of FIG. 2 in the event of leakage; 図7は、図2のアクチュエータと減衰装置とに同時に漏れが生じた場合を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the case where the actuator and the damping device of FIG. 2 are leaking at the same time. 図8は、アクチュエータが第3の動作モードにある場合の図2の本発明に係る装置を示すレオロジー等価回路図である。FIG. 8 is a rheological equivalent circuit diagram showing the device according to the invention of FIG. 2 when the actuator is in the third operating mode. 図9は、アクチュエータが第2の動作モードにある場合の図2の本発明に係る装置を示すレオロジー等価回路図である。FIG. 9 is a rheological equivalent circuit diagram showing the device according to the invention of FIG. 2 when the actuator is in the second operating mode.

図1に、本発明のシャーシ10の一実施形態における概略的な平面図を示す。この図は、コーナリング時の鉄道車両の車体または車両1の一部を示す(軌道は曲線で示される)。車両1の図示部分には、シャーシ10のホイールセットをともに構成する操舵可能な2つの車軸12を有するシャーシ10が含まれる。各車軸12は、2つの車輪を有する。これらの車輪は、軌道に載置され、車軸を介して互いに堅固または回動不能に接続されている。車軸12あるいはホイールセットの制御あるいは操舵は、能動的なホイールセット制御によって行われる。この能動的なホイールセット制御について、以下詳細に説明する。 FIG. 1 shows a schematic plan view of one embodiment of the chassis 10 of the present invention. The figure shows the body of a railway vehicle or part of the vehicle 1 during cornering (the track is shown in curves). The illustrated portion of vehicle 1 includes a chassis 10 having two steerable axles 12 which together form a wheelset of chassis 10 . Each axle 12 has two wheels. These wheels are mounted on tracks and are rigidly or non-rotatably connected to each other via axles. Axle 12 or wheelset control or steering is provided by active wheelset control. This active wheelset control is described in detail below.

ここに示す実施形態において、各車軸12はアクチュエータ22を介して一方の側で調節可能である。その際、車軸12は反対の側でアクチュエータ22に連結される。代替的に、車軸12は、どちらの側でアクチュエータ22に連結されてもよい。能動的なホイールセット制御の主な目的は、アクチュエータ22に圧力を付与することであり、これにより、車軸12の垂直軸を中心とした回転が行われる。 In the illustrated embodiment, each axle 12 is adjustable on one side via actuators 22 . The axle 12 is then connected to the actuator 22 on the opposite side. Alternatively, axle 12 may be connected to actuator 22 on either side. The primary purpose of active wheelset control is to apply pressure to actuator 22, which causes rotation of axle 12 about its vertical axis.

本実施形態において、アクチュエータ22とは、油圧式アクチュエータである。好ましくは、本実施形態のアクチュエータは、ドイツ特許出願公開公報第102017002926号明細書に記載のアクチュエータである。しかし当然のことながら、他のアクチュエータ22を能動的なホイールセット制御のために用いることもできる。 In this embodiment, the actuator 22 is a hydraulic actuator. Preferably, the actuator of this embodiment is the actuator described in DE 102017002926 A1. But of course other actuators 22 can also be used for active wheelset control.

まず、アクチュエータ22は、シャーシ10におけるシャーシフレーム18(図1では単に概略的に線で示される)に固定される。アクチュエータ22の可動部はそれぞれ、対応の車軸12のサスペンションの揺動アーム14に連結される。対応の揺動アーム14をシャーシフレーム18に連結するアクチュエータ22を作動させると、これによって各車軸12が旋回する。 First, the actuator 22 is fixed to the chassis frame 18 (shown only schematically in FIG. 1 by lines) in the chassis 10 . Each movable part of the actuators 22 is connected to the swing arm 14 of the suspension of the corresponding axle 12 . Each axle 12 pivots by actuating an actuator 22 that connects the corresponding swing arm 14 to the chassis frame 18 .

アクチュエータ22の反対側では、各車軸12が、さらなる揺動アーム14と軸受19とを介してシャーシフレーム18にも接続される。軸受19は、例えば、機械軸受であってもよいし、油圧ブシュであってもよい。 Opposite the actuator 22 each axle 12 is also connected to the chassis frame 18 via a further pivot arm 14 and a bearing 19 . The bearing 19 may be, for example, a mechanical bearing or a hydraulic bushing.

本発明によれば、各アクチュエータ22に対して、同様に揺動アーム14をシャーシフレーム18に連結する減衰装置24あるいは車軸ダンパ24(以下これら2つの概念は同義語として使用する)が並列に設けられる。つまり、各車軸12は、アクチュエータ22と減衰装置24とを備える装置20を介してシャーシ10に支持されており、能動的に調節可能である。同時に、装置20は、一定の走行を確保するために、各車軸12の減衰に用いられる。 In accordance with the present invention, each actuator 22 is provided in parallel with a damping device 24 or axle damper 24 (the two concepts are used synonymously hereinafter) which likewise connects the oscillating arm 14 to the chassis frame 18. be done. That is, each axle 12 is supported on the chassis 10 via a device 20 comprising an actuator 22 and a damping device 24 and is actively adjustable. At the same time, device 20 is used to dampen each axle 12 to ensure constant travel.

ここに示す実施形態の代替案として、2つの車軸が1つの共通のアクチュエータ22を介して連結されていてもよい。その場合、アクチュエータは追加でシャーシ10に固定されてもよい。この場合には、減衰装置24もまた、アクチュエータ22に対して並列な状態で両車軸に連結される。 As an alternative to the embodiment shown here, the two axles can also be coupled via one common actuator 22 . In that case, the actuator may additionally be fixed to the chassis 10 . In this case the damping device 24 is also connected to both axles in parallel with the actuator 22 .

本発明におけるさらなる減衰装置24は、基本静剛性を有さず、周波数依存の動剛性または等価剛性のみを有することを特徴とする。この場合、剛性は加振周波数とともに上昇する。したがって、例えば従来の油圧ブシュの場合のように静的な残留剛性を有するダンパとは異なり、アクチュエータ22は、減衰装置24の静的な残留剛性に抗って作用する必要がないので、車軸12の調節に要する力の消費を低減できる。 A further damping device 24 according to the invention is characterized in that it has no basic static stiffness, only a frequency-dependent dynamic stiffness or an equivalent stiffness. In this case the stiffness increases with the excitation frequency. Thus, unlike dampers with static residual stiffness, as is the case, for example, with conventional hydraulic bushings, the actuator 22 does not have to work against the static residual stiffness of the damping device 24, so that the axle 12 can reduce consumption of force required for adjustment of

減衰装置24はシャーシフレーム18にも固定され、車軸軸受カバー16を介して車軸12に連結される。この車軸軸受カバー16はさらに、揺動アーム14に接続されている。この場合、減衰装置24の長手方向軸は車軸12と交差しているので、減衰装置24を介して追加モーメントが揺動アーム14に付与されることはない。 The damping device 24 is also fixed to the chassis frame 18 and connected to the axle 12 through the axle bearing cover 16 . This axle bearing cover 16 is further connected to the swing arm 14 . In this case, since the longitudinal axis of the damping device 24 intersects the axle 12 , no additional moment is imparted to the oscillating arm 14 via the damping device 24 .

車軸軸受カバー16を介して減衰装置24を接続することにより、既存のシャーシ10に容易に後付けできる。これにより、後付けの際に揺動アーム14全体を適合させる必要がなくなる。しかしながら、車軸12の軸と減衰装置24の軸とを交差させずに、減衰装置24を揺動アーム14に接続することもできる。 By connecting the damping device 24 through the axle bearing cover 16 , it can be easily retrofitted to an existing chassis 10 . This eliminates the need to adapt the entire swing arm 14 during retrofitting. However, it is also possible to connect the damping device 24 to the oscillating arm 14 without intersecting the axes of the axle 12 and the damping device 24 .

ホイールセット制御のためにアクチュエータ22における位置検出が必要な場合、対応のセンサシステムを、例えば技術的に確立された解決策として、並列配置された減衰装置24に一体化してもよい。これにより、ホイールセット近傍の環境条件から位置エンコーダまたは位置センサを保護することができ、さらにセンサを容易に交換できるようになる。 If a position detection at the actuator 22 is required for wheelset control, a corresponding sensor system can be integrated in the damping device 24 arranged in parallel, for example as a technically established solution. This protects the position encoder or sensor from environmental conditions near the wheelset and also allows for easy replacement of the sensor.

減衰装置24は、単一の減衰要素または異なる減衰要素の組み合わせであってもよい。これら減衰要素がすべて恒久的にアクチュエータ22に対して並列接続されていてもよく、1つまたは複数の減衰要素が、アクチュエータ22の不具合(特に流体漏れ)が生じた場合に作動可能または接続可能であってもよい。 Damping device 24 may be a single damping element or a combination of different damping elements. All of these damping elements may be permanently connected in parallel to the actuator 22, with one or more damping elements being actuatable or connectable in the event of actuator 22 failure (especially fluid leakage). There may be.

図2は概略図であり、左図に、アクチュエータ22と減衰装置24とを備える本発明における装置20の実施形態におけるレオロジー等価回路図を示し、右図にアクチュエータ22(上側の破線)、減衰装置24(下側の破線)およびそれらの組み合わせ(実線)における対応等価剛性ceqを加振周波数fの関数として示す。 FIG. 2 is a schematic diagram showing on the left the rheological equivalent circuit diagram of an embodiment of the device 20 according to the invention comprising an actuator 22 and a damping device 24, and on the right the actuator 22 (upper dashed line), the damping device 24 (bottom dashed line) and their combination (solid line) are shown as a function of excitation frequency f.

本実施形態において、アクチュエータ22は3つの動作モードを有する。アクチュエータ22は、図2に示す第1の動作モードにおいて、周波数依存の等価剛性を有するとともに残留剛性がゼロであるという受動的な減衰要素である。この第1の動作状態または動作モードは、鉄道車両の直線走行時に採用されることが好ましい。そのために、アクチュエータ22は、ホイールセット制御の外部の弁切替装置を介して選択された切替位置に移動される。この切替状態において、アクチュエータ22はマックスウェル要素として機能する。 In this embodiment, actuator 22 has three modes of operation. Actuator 22 is a passive damping element with a frequency-dependent equivalent stiffness and zero residual stiffness in the first operating mode shown in FIG. This first operating state or operating mode is preferably employed when the rail vehicle is traveling straight. To that end, the actuator 22 is moved to a selected switching position via a valve switching device external to the wheelset control. In this switching state the actuator 22 functions as a Maxwell element.

比較のために、図3に従来の油圧ブシュ30の等価回路図を示す。図3の右図から分かるように、油圧ブシュ30は、周波数とともに上昇する等価剛性と、ゼロよりも高い残留剛性とを有する。油圧ブシュ30のゼロ点剛性は、基本静剛性c2に相当する。 For comparison, an equivalent circuit diagram of a conventional hydraulic bushing 30 is shown in FIG. As can be seen from the right diagram of FIG. 3, the hydraulic bushing 30 has an equivalent stiffness that rises with frequency and a residual stiffness that is higher than zero. The zero point stiffness of the hydraulic bushing 30 corresponds to the basic static stiffness c2.

本実施形態において、本発明の装置20の等価剛性、つまり、アクチュエータ22と減衰装置24とを並列配置した場合の等価剛性は、本発明の装置においては実質的にゼロであるゼロ点剛性を除いて、油圧ブシュ30の等価剛性と同等となるよう選択される。 In this embodiment, the equivalent stiffness of the device 20 of the present invention, that is, the equivalent stiffness of the actuator 22 and the damping device 24 when arranged in parallel, is is selected to be equivalent to the equivalent stiffness of the hydraulic bushing 30.

本発明に係る装置20の場合、アクチュエータ22に油漏れが生じたとしても、並列の車軸ダンパ24によって減衰作用がもたらされる。この等価剛性によって、特に走行速度が高い場合でも十分な剛性または減衰が生じるので、ホイールセットの蛇行動を回避できる。 In the case of the device 20 according to the invention, even if the actuator 22 were to leak oil, the parallel axle damper 24 would provide a damping effect. This equivalent stiffness provides sufficient stiffness or damping, especially at high travel speeds, to avoid wheelset meandering.

このような不具合を図4の等価回路図に示す。この図の等価剛性曲線(右図)は、油圧ブシュ30においては静剛性c2が残り、アクチュエータ22に漏れが生じた場合は車軸ダンパ24の等価剛性が残ることを示している。したがって、アクチュエータ22に漏れが生じた場合、車軸ダンパ24の等価剛性が不安定なホイールセットに対抗して作用する。不安定な走行は、高速の場合、つまり加振周波数が高い場合においてのみ生じる可能性があるため、(等価)剛性もまた、周波数が高い場合においてのみ必要となる。これに対して、油圧ブシュ30では、構造上の条件に起因して、自身の基本静剛性c2を用いて、漏れが生じた場合に不安定な状態になりつつあるホイールセットに対抗する。 Such a defect is shown in the equivalent circuit diagram of FIG. The equivalent stiffness curve (right figure) in this figure shows that the static stiffness c2 remains in the hydraulic bushing 30, and that the equivalent stiffness of the axle damper 24 remains when the actuator 22 leaks. Therefore, if actuator 22 leaks, the equivalent stiffness of axle damper 24 will work against an unstable wheelset. Since unstable running can only occur at high speeds, ie at high excitation frequencies, the (equivalent) stiffness is also only required at high frequencies. In contrast, the hydraulic bushing 30, due to structural considerations, uses its basic static stiffness c2 to counteract the wheelset becoming unstable in the event of leakage.

本発明においてアクチュエータ22と車軸ダンパ24とを並列配置することにより、漏れのような不具合が生じた場合のホイールセット制御システムは、以下の状態となる。 Due to the parallel arrangement of actuator 22 and axle damper 24 in the present invention, the wheelset control system in the event of a failure such as a leak:

i)アクチュエータ22内の漏れ(図2参照):アクチュエータ22を介した負荷経路は除く。車軸ダンパ24は、ホイールセットの外部加振周波数によって等価剛性を生じ、それよって安定走行が確保できる。この等価剛性の値は、関連する速度の範囲内で少なくとも油圧ブシュの静剛性値に対応する必要がある。こうして、今日確立されている油圧ブシュに匹敵する状況が得られる。 i) Leakage in Actuator 22 (see FIG. 2): Excludes load path through Actuator 22; The axle damper 24 produces an equivalent stiffness according to the external excitation frequency of the wheelset, thereby ensuring stable running. This equivalent stiffness value should at least correspond to the static stiffness value of the hydraulic bushing within the relevant speed range. A situation is thus obtained which is comparable to the hydraulic bushings established today.

ii)減衰装置24内の漏れ(図6参照):車軸ダンパ24を介した負荷経路は除く。鉄道車両の直線走行時には、アクチュエータ22が動力の流れを引き受け、ホイールセットを安定させる。 ii) Leakage in damping device 24 (see FIG. 6): load path through axle damper 24 excluded. When the railcar is traveling in a straight line, the actuator 22 takes over the power flow and stabilizes the wheelset.

iii)アクチュエータ22と減衰装置24とにおいて同時に生じる漏れ(図7参照):このケースは、互いに独立した2つの装置あるいは構成要素で同時に生じる二重の障害を前提とする。このケースに結びつく残留リスクに対しては、今日様々な形で対抗策が取られている。一例として、高速列車においてヨーダンパーを二重に採用することが挙げられる。 iii) Simultaneous leakage in actuator 22 and damping device 24 (see FIG. 7): This case assumes a double fault occurring simultaneously in two mutually independent devices or components. The residual risks associated with this case are now being countered in various ways. One example is the dual use of yaw dampers in high-speed trains.

アクチュエータ22と減衰装置24との並列配置による能動的なホイールセット制御を実現すると、車軸12の位置決めの間にアクチュエータ22が減衰装置24に対してのみ作用すればよくなるという利点が得られる。これとは反対に、油圧ブシュ30を用いる場合、位置決めの際にアクチュエータは油圧ブシュ30の減衰および基本剛性c2の両方を克服する必要があるので、ホイールセットの位置決めにあたってエネルギーを多大に消費しなければならなくなる。 Achieving active wheelset control by means of a parallel arrangement of actuator 22 and damping device 24 has the advantage that actuator 22 only needs to act on damping device 24 during positioning of axle 12 . On the contrary, when using the hydraulic bushing 30, the actuator has to overcome both the damping of the hydraulic bushing 30 and the basic stiffness c2 during positioning, so that a large amount of energy has to be expended in positioning the wheelset. I have to.

アクチュエータ22の第2の動作モードを図9に示す。この場合、アクチュエータを能動的に調節することができるので、連結された車軸12の位置を意図したように変更できる。このことはまた、ホイールセット制御装置の外部の弁切替装置によって行うこともできる。そのために、アクチュエータ22は、シャーシフレーム18に強固に接続されるとともに、例えば独国特許出願公開第102017002926号明細書に記載されるように、油圧式同期シリンダが形成される車軸ケーシングを備えていてもよい。この油圧式同期シリンダは、作動時に車軸12を調節する。 A second mode of operation of actuator 22 is shown in FIG. In this case, the actuators can be actively adjusted so that the position of the coupled axle 12 can be altered as intended. This can also be done by a valve changer external to the wheelset controller. To this end, the actuator 22 comprises an axle casing which is rigidly connected to the chassis frame 18 and in which a hydraulic synchronizing cylinder is formed, as described for example in DE 102017002926 A1. good too. This hydraulic synchronizing cylinder adjusts the axle 12 in operation.

第3の動作モードにおいて、アクチュエータ22は油圧方式でブロックされる(図8参照)。この動作状態は、例えば、鉄道車両が牽引操作されている間、または鉄道車両が目的地に到達した後でその位置に留まっている間に採用することができる。 In a third operating mode, the actuator 22 is hydraulically blocked (see FIG. 8). This operating state can be employed, for example, while the rail vehicle is being towed, or while the rail vehicle remains in place after reaching its destination.

外部の弁切替装置の制御および/または調節は、センサデータに基づいて自動的に行われることが好ましい。この場合、特に直線走行であるかコーナリングであるかが自動検知され、それに応じて弁切替装置が制御および/または調節される。 The control and/or adjustment of the external valve switching device is preferably automatic based on sensor data. In this case, in particular straight-line driving or cornering is automatically detected and the valve switching device is controlled and/or adjusted accordingly.

代替的に、減衰装置24の減衰機能をアクチュエータ22に直接一体化してもよい。しかし、アクチュエータ22における設置状況が限定的であるため、減衰装置24とアクチュエータ22とを別々に配置することが好ましい。図2、図4、および図6から図9ではそれぞれ、アクチュエータ22の外部にある減衰装置24を図示している。 Alternatively, the damping function of damping device 24 may be integrated directly into actuator 22 . However, due to the limited installation situation in the actuator 22, it is preferable to dispose the damping device 24 and the actuator 22 separately. FIGS. 2, 4, and 6-9 each illustrate the damping device 24 external to the actuator 22. FIG.

1 車両
10 シャーシ
12 車軸
14 揺動アーム
16 車軸軸受カバー
18 シャーシフレーム
19 軸受
20 装置
22 アクチュエータ
24 減衰装置/車軸ダンパ
30 油圧ブシュ
1 Vehicle 10 Chassis 12 Axle 14 Swing Arm 16 Axle Bearing Cover 18 Chassis Frame 19 Bearing 20 Device 22 Actuator 24 Damping Device/Axle Damper 30 Hydraulic Bushing

Claims (15)

鉄道車両のシャーシ(10)であって、車軸(12)と、該車軸を制御するための装置(20)と、を備え、前記装置(20)は、流体圧アクチュエータ(22)を備え、該流体圧アクチュエータ(22)は、前記車軸(12)を前記シャーシ(10)に連結するとともに前記車軸(12)の操舵角を調節可能である、シャーシにおいて、
減衰装置(24)であって、周波数依存の動剛性を有するものの静剛性は有しておらず、かつ、前記アクチュエータ(22)に対して並列に前記車軸(12)を前記シャーシ(10)に連結する減衰装置(24)、を備える、シャーシ。
A railway vehicle chassis (10) comprising an axle (12) and a device (20) for controlling said axle, said device (20) comprising a hydraulic actuator (22), said In a chassis, a hydraulic actuator (22) connects said axle (12) to said chassis (10) and is capable of adjusting a steering angle of said axle (12),
a damping device (24) having a frequency dependent dynamic stiffness but no static stiffness and having said axle (12) in said chassis (10) parallel to said actuator (22); A chassis comprising an associated damping device (24).
請求項1に記載のシャーシ(10)において、
前記アクチュエータ(22)は、第1の動作モードでは、周波数依存の動剛性を有するものの静剛性を特に示さない受動減衰要素であり、第2の動作モードでは、前記車軸(12)の操舵角を調節可能な調節駆動部として機能し、前記アクチュエータ(22)は、好ましくは第3の動作モードでは固定され、特に流体的にブロックされる、シャーシ。
A chassis (10) according to claim 1, wherein
Said actuator (22) is, in a first mode of operation, a passive damping element with frequency-dependent dynamic stiffness but not particularly exhibiting static stiffness, and in a second mode of operation, the steering angle of said axle (12) is A chassis serving as an adjustable adjustment drive, wherein said actuator (22) is preferably fixed, in particular fluidly blocked, in the third operating mode.
請求項2に記載のシャーシ(10)において、
前記アクチュエータ(22)の前記各動作モードは、特に前記アクチュエータ(22)の流体入口と流体出口とを流体源に接続する制御弁によって作動可能であり、該制御弁は、好ましくは制御ユニットによって切り替え可能である、シャーシ。
A chassis (10) according to claim 2, wherein
Each operating mode of the actuator (22) is operable in particular by a control valve connecting the fluid inlet and the fluid outlet of the actuator (22) to a fluid source, said control valve preferably being switched by a control unit. Possible, chassis.
請求項3に記載のシャーシ(10)において、
前記制御ユニットは、前記鉄道車両の直線走行時には、前記第1の動作モードを作動させる切替位置に前記制御弁を切り替えるように構成され、かつ/または、前記鉄道車両のコーナリング時には、前記第2の動作モードを作動させる切替位置に前記制御弁を切り替えるように構成されており、前記制御ユニットは、さらに好ましくは、少なくとも1つのセンサからの信号に基づき、直線走行であるかまたはコーナリングであるかを自動検出し、それに応じて前記制御弁を切り替えるように構成されている、シャーシ。
A chassis (10) according to claim 3, wherein
The control unit is configured to switch the control valve to a switching position that activates the first operating mode when the rail vehicle is traveling straight, and/or to switch the control valve to the second position when the rail vehicle is cornering. The control unit is further preferably arranged to switch the control valve to a switching position for activating an operating mode, wherein the control unit further preferably determines whether straight line driving or cornering based on a signal from at least one sensor. A chassis configured to auto-detect and switch the control valve accordingly.
請求項1ないし4のいずれか1項に記載のシャーシ(10)において、
前記減衰装置(24)は、少なくとも1つの受動減衰要素を備える、シャーシ。
A chassis (10) according to any one of claims 1 to 4, wherein
The chassis, wherein said damping device (24) comprises at least one passive damping element.
請求項5に記載のシャーシ(10)において、
前記減衰装置(24)の減衰要素は、流体圧ショックアブソーバ、特に油圧式ショックアブソーバとして構成される、シャーシ。
A chassis (10) according to claim 5, wherein
Chassis, wherein the damping element of said damping device (24) is configured as a hydraulic shock absorber, in particular a hydraulic shock absorber.
請求項5または6に記載のシャーシ(10)において、
前記減衰装置(24)の減衰要素は、恒久的に前記アクチュエータ(22)に対して並列に接続され、かつ/または、前記減衰装置(24)の減衰要素は、特に機能不全が前記アクチュエータ(22)に生じた場合等の必要に応じて接続可能であり、前記機能不全は、前記アクチュエータ(22)内に設けられた圧力センサが圧力低下を検出することによって記録できることが好ましい、シャーシ。
A chassis (10) according to claim 5 or 6, wherein
The damping element of the damping device (24) is permanently connected in parallel to the actuator (22) and/or the damping element of the damping device (24) is in particular malfunctioning of the actuator (22). ), and said malfunction can be recorded by detecting a pressure drop by a pressure sensor provided in said actuator (22).
請求項7に記載のシャーシ(10)において、
前記アクチュエータ(22)は、前記アクチュエータ(22)内の圧力低下を検出可能な圧力センサを備え、接続可能な前記減衰要素は、好ましくは圧力低下時に自動接続されるように前記アクチュエータ(22)に流体的に連結される、シャーシ。
A chassis (10) according to claim 7, wherein
Said actuator (22) comprises a pressure sensor capable of detecting a pressure drop in said actuator (22) and said connectable damping element is preferably connected to said actuator (22) so as to be automatically connected in the event of a pressure drop. A chassis that is fluidly coupled.
請求項1ないし8のいずれか1項に記載のシャーシ(10)において、
前記アクチュエータ(22)の剛性と前記減衰装置(24)の剛性とが加えられるように、前記減衰装置(24)を前記アクチュエータ(22)に対して並列にして前記車軸(12)を前記シャーシ(10)に連結し、好ましくは前記アクチュエータ(22)と前記減衰装置(24)とからなる系は静剛性を有さない、シャーシ。
A chassis (10) according to any one of claims 1 to 8, wherein
Said damper (24) is parallel to said actuator (22) and said axle (12) is connected to said chassis (24) such that the stiffness of said actuator (22) and the stiffness of said damper (24) are added. 10), wherein preferably the system consisting of said actuator (22) and said damping device (24) has no static stiffness.
請求項1ないし9のいずれか1項に記載のシャーシ(10)において、
前記車軸(12)は、サスペンションに回転可能に支持され、前記サスペンションは、前記アクチュエータ(22)に対してだけではなく前記減衰装置(24)に対しても連結されており、好ましくは、前記アクチュエータ(22)が前記サスペンションの揺動アーム(14)に接続され、かつ/または、前記減衰装置(24)が前記サスペンションの車軸軸受カバー(16)に接続される、シャーシ。
A chassis (10) according to any one of claims 1 to 9, wherein
Said axle (12) is rotatably supported on a suspension, said suspension being connected not only to said actuator (22) but also to said damping device (24), preferably said actuator (22) is connected to a swing arm (14) of said suspension and/or said damping device (24) is connected to an axle bearing cover (16) of said suspension.
請求項1ないし10のいずれか1項に記載のシャーシ(10)において、
前記減衰装置(24)に沿って延在する前記減衰装置(24)の長手方向軸は、前記車軸(12)の回転軸と交差する、シャーシ。
A chassis (10) according to any one of claims 1 to 10, wherein
A chassis, wherein a longitudinal axis of said damping device (24) extending along said damping device (24) intersects an axis of rotation of said axle (12).
請求項1ないし11のいずれか1項に記載のシャーシ(10)において、
少なくとも1つの位置エンコーダが、前記アクチュエータ(22)および/または前記減衰装置(24)に組み込まれ、前記少なくとも1つの位置エンコーダによって、前記アクチュエータ(22)のストローク長および/または前記減衰装置(24)のストローク長および/または前記車軸(12)の位置が、判定可能であり、かつ、特に前記車軸(12)を制御するための制御ユニットで利用可能である、ことを特徴とする、シャーシ。
A chassis (10) according to any one of claims 1 to 11, wherein
At least one position encoder is incorporated in said actuator (22) and/or said damping device (24), said at least one position encoder determining the stroke length of said actuator (22) and/or said damping device (24). and/or the position of said axle (12) is determinable and available in a control unit, in particular for controlling said axle (12).
請求項1ないし12のいずれか1項に記載のシャーシ(10)において、
前記アクチュエータ(22)が、前記シャーシ(10)に固定された車軸ケーシングと、流体圧の同期シリンダと、該同期シリンダの動きに応じて前記車軸ケーシングに対して可動であるとともに前記車軸に連結されるハウジングと、を備え、前記同期シリンダは、好ましくは、前記車軸ケーシングに形成されるとともに、ピストンを備え、該ピストンは、自身の2つの平坦な側面において前記車軸ケーシングを貫通し、特に自身のピストン面とは反対側の端部においてピストンロッドを有し、該ピストンロッドはピストンばね要素を介して前記ハウジングに接続される、シャーシ。
A chassis (10) according to any one of claims 1 to 12, wherein
The actuator (22) comprises an axle casing fixed to the chassis (10), a hydraulic synchronizing cylinder, movable relative to the axle casing and coupled to the axle in response to movement of the synchronizing cylinder. said synchronizing cylinder is preferably formed in said axle casing and comprises a piston which penetrates said axle casing on its two flat sides and in particular its own A chassis having a piston rod at the end opposite the piston face, the piston rod being connected to the housing via a piston spring element.
請求項1ないし13のいずれか1項に記載のシャーシ(10)の車軸(12)を制御するための装置(20)であって、流体圧アクチュエータ(22)を備え、該流体圧アクチュエータ(22)は、一方では前記車軸(12)に、他方では前記シャーシ(10)に連結可能であるとともに、前記車軸(12)の操舵角を調節可能である、制御装置において
減衰装置(24)であって、周波数依存の動剛性を有するものの静剛性を有さず、前記アクチュエータ(22)に対して並列に、一方では前記車軸(12)に、他方では前記シャーシ(10)に連結可能な減衰装置(24)、を備える、制御装置。
A device (20) for controlling an axle (12) of a chassis (10) according to any one of claims 1 to 13, comprising a hydraulic actuator (22), the hydraulic actuator (22) ) is connectable on the one hand to said axle (12) and on the other hand to said chassis (10) and is capable of adjusting the steering angle of said axle (12), in a control device: a damping device (24) a damping device having a frequency-dependent dynamic stiffness but no static stiffness, connectable in parallel to the actuator (22), on the one hand to the axle (12) and on the other hand to the chassis (10) (24).
請求項1ないし13のいずれか1項に記載のシャーシ(10)を備える、鉄道車両。 A rail vehicle comprising a chassis (10) according to any one of claims 1 to 13.
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